KR101586011B1 - 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 도로 펜스 장치에 일정 간격으로 설치되어 서로 지그비 통신망으로 연결되며 상기 도로 펜스 장치에 충돌 이벤트가 발생시 충돌감지 신호를 생성하고 이를 데이터화 하여 충돌 감지 신호 데이터를 생성하며 충돌 감지 신호 데이터를 지그비 통신으로 변환하여 전송하는 충돌감지 모듈; 상기 충돌감지 모듈로부터 상기 지그비 통신으로 변환된 충돌감지 신호 데이터를 수신하여 충격 이벤트를 판단하고 이동 통신망 또는 인터넷망을 통하여 관제소로 상기 충돌 이벤트 보고 정보 및 충돌 영상을 전송하는 기능을 포함하는 제어반; 및 상기 도로 펜스장치의 상기 충돌 영상을 촬영하는 촬영장치; 를 포함하되, 상기 충돌감지 모듈 간에 지그비 통신망을 구축하며, 충돌 이벤트 발생시 인접 충돌감지 모듈을 중계 라우터로 하여 상기 제어반까지 충돌 감지 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치가 제공된다.

Description

충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치 {Road fence device having impact sensing function}

본 발명은 충돌 감지 장치를 포함하는 도로 펜스 장치에 관한 것이다

일반적으로, 고속 도로와 같은 자동차 전용 도로에서는 중앙에 분리대를 설치하고, 도로의 가장 자리에도 도로 안전펜스 장치를 설치하고 있다.

또한, 굽은 도로나 자동차의 진출입로에서는 자동차가 도로 밖으로 벗어나는 것을 방지하기 위하여 도로 펜스 장치를 설치한다.

도로 펜스 장치는 콘크리트로 타설되는 기초 콘크리트를 설치하여 상기 기초 콘크리트의 중앙부에 강제 기둥을 수직으로 다수 고정하여 상기 강제 기둥에 자동차가 주행하는 도로 측에 날개 형 형상의 아연도금 강판을 볼트 및 너트로 고정되게 연결 설치한다.

또한, 도로 펜스 장치는 PC 콘크리트 블록을 이용한 PC 공법으로 설치한다.

도 1은 일반적으로 사용되는 PC 콘크리트 블록으로 형성된 도로 펜스 장치를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 도로의 펜스 장치로 이용되는 콘크리트 블록(1)은 아래 면(7)이 윗면(3)보다 더 넓도록 형성되고, 일정한 높이를 가지며, 일측면(2)은 70 ~ 85도의 급경사각을 갖도록 형성되고, 일측면(2)에 대응되는 타측면은 상기

일측면(2)과 같이 급경사각을 갖는 상단부(4)와, 상기 상단부(4)에 연장되어 상기 상측부(4)보다 완만한 경사각을 갖는 하단경사부(5), 그리고 상기 하단경사부(5)에 연장된 하단수직부(6)로 형성된다.

그리고, 일반적인 도로의 콘크리트 블록 펜스장치는 이와 같은 콘크리트 블록(1)을 연속적으로 배열하여 구성되는데, 일반적으로 도로 형상을 따라 직선으로 배열한다

또한, 상기 도로 펜스 장치의 콘크리트 블록 전면에 자동차가 충돌시 자동차 및 인명이나 펜스 장치를 보호하기 위하여 충격을 완화시킬 수 있는 충격 완화장치를 더 부가하기도 한다.

도로를 관리하는 관리청에서는 도로 주행 차량의 안전을 위하여 주요 지점에 안전 펜스를 설치하여 관리 운영하고 있는데, 이와 같은 도로 펜스 장치를 손상 후, 신고되지 않고 방치되는 경우가 빈번하게 발생되며 사고에 대한 인지 지연으로 2차 사고의 위험 및 관리 운영상의 문제점으로 발생될 수 있다.

또한, 이를 위하여 도로 펜스 장치의 콘크리트 블록 전면에 자바라 형태의 탄성방호막 또는 가동블록을 설치하고 상기 탄성방호막 또는 가동블록 내에 스프링 접점을 이용한 충돌 감지 센서를 장착하여 충돌시 마다 이를 감지하여 관리청에 전달하는 충돌 감지방법이 연구되고 있다.

이러한 탄성방호막 또는 가동블록 내에 충격감지센서를 내장하고 충돌을 감지하여 신호를 전송함으로써, 관리청에서는 실시간으로 사고 및 파손 정도를 파악할 수 있다는 효과는 있으나, 가동블록과 가동블록 내에 스프링 접점을 이용한 충돌 감지 센서를 장착하고 이들을 모두 유선케이블로 연결하는 복잡성과 시설하는 시공비용이 과다하게 소요되며, 또한, 기존에 설치된 콘크리트 블록에는 추가적으로 장착이 곤란한 문제가 발생되어 실용화가 곤란한 실정이다.

또한, 이러한 각 콘크리트 블록마다 탄성방호막 또는 가동블록 내부에 충돌감지센서를 장착하여 이들을 모두 연결하여 제어하는 충돌감지방법은 원격지 도로의 구조상 전력 설치가 곤란할 수 있으며, 통신에 많은 비용이 소용되어 비경제적이다.

본 발명의 배경 기술은 대한민국 등록실용신안공보 20-0229391호에 게시된다.

대한민국 등록실용신안공보 20-0229391호(충격완충부재를 갖는 도로 가드레일)

본 발명은 도로에 안전을 위하여 설치되는 도로 펜스 시설물에 운전부주의로 자동차가 추돌하였을 때, 추돌 이벤트 및 시설물의 파손을 실시간으로 관제소로 전송되는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 간단한 시공방법으로 도로 펜스 시설물에 장착할 수 있는 경제적인 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치를 제공하는 것에 있다

본 발명의 일 측면에 따르면, 도로 펜스 장치에 일정 간격으로 설치되어 서로 지그비 통신망으로 연결되며 상기 도로 펜스 장치에 충돌 이벤트가 발생시 충돌감지 신호를 생성하고 이를 데이터화 하여 충돌 감지 신호 데이터를 생성하고 충돌 감지 신호 데이터를 지그비 통신으로 변환하여 전송하는 충돌감지 모듈; 상기 충돌감지 모듈로부터 상기 지그비 통신으로 변환된 충돌감지 신호 데이터를 수신하여 충격 이벤트를 판단하고 이동 통신망 또는 인터넷망을 통하여 관제소로 상기 충돌 이벤트 보고 정보 및 충돌 영상을 전송하는 기능을 포함하는 제어반; 및 상기 도로 펜스장치의 상기 충돌 영상을 촬영하는 촬영장치; 를 포함하되,상기 충돌감지 모듈 간에 지그비 통신망을 구축하며, 충돌 이벤트 발생시 인접 충돌감지 모듈을 중계 라우터로 하여 상기 제어반까지 충돌 감지 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치가 제공된다.

또한, 상기 충돌감지 모듈은 충돌감지모듈의 제어기판; 상기 충돌감지모듈의 제어기판을 보호하고 방수 기능을 가지는 원통형의 외부 케이스; 및 내측에 상기 충돌감지모듈의 제어기판을 장착하고, 외부에 안테나를 장착되며, 상기 내측을 상기 원통형의 외부케이스 상부로 나사 결합으로 장착하고 상기 외부 케이스의 상부를 밀폐시키는 상부 커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충돌감지 모듈의 제어기판은, 충돌 이벤트 발생시 상기 원통형의 외부 케이스로부터 상기 제어기판으로 전달되는 진동을 감지하여 진동에 따른 진폭 전압신호를 발생시키는 진동모듈; 상기 진폭 전압신호를 지그비 통신으로 변환하며, 다른 지그비 통신이 수신되면 이를 중계하여 다시 전송시키는 서브 지그비 모듈; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충돌감지 모듈의 제어기판은, 충돌 이벤트 발생시 상기 원통형의 외부 케이스로부터 상기 제어기판으로 전달되는 진동을 감지하여 진동에 따른 진폭 전압신호를 발생시키는 진동모듈; 상기 진폭 전압신호가 설정된 일정 전압이상으로 입력되면, 충돌감지신호로 판별하는 진동신호처리부; 및 상기 충돌감지신호를 지그비 통신으로 변환하며, 또한, 다른 지그비 통신이 수신되면 이를 중계하여 다시 전송시키는 서브 지그비 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서브 지그비 모듈은 네트워크를 형성하며 다른 네트워크와 연결시키고 고유 ID를 관리하는 코디네이터; 다른 서브 지그비 모듈로부터 전송된 지그비 통신을 중계하는 라우터 및 메인 지그비 모듈과 통신할 수 있는 앤드 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어반은, 지그비 네트워크를 통하여 도로 펜스 장치에서 발생된 충돌이벤트에 대한 충돌감지 신호 데이터를 수신하는 메인 지그비 모듈; 상기 수신된 충돌감지신호 데이터로부터 충돌 이벤트 지점 및 충격량의 크기에 따른 충격 단계를 판단하고, 관제소의 입력신호를 수신하여 입력신호에 따라 제어동작을 수행하는 감지신호 처리부; 카메라를 제어하고 충돌 이벤트 영상을 제어하는 카메라 및 영상처리부; 상기 제어반의 전원을 공급 제어하고 태양광모듈로부터 정전류를 제어하여 2차전지를 충전 제어하는 전원제어부; 단계별 충돌 데이터 자료, 입력된 충돌감지 신호 데이터 및 상기 충돌 이벤트 영상을 저장하는 데이터베이스부; 및 상기 감지신호 처리부의 제어 신호에 따라 충돌감지 신호 데이터 및 충돌 영상을 관제소로 전송하고 관제소로부터의 제어신호를 수신하는 공중망 통신부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충돌감지 모듈의 전원은 상기 충돌감지모듈의 제어기판에 장착된 소형건전지로부터 공급되며, 상기 충돌감지모듈은 상기 소형건전지의 전위를 주기적으로 측정하며,여 상기 제어반으로 상기 소형건전지의 전위 데이터를 전송하고, 상기 제어반은 상기 소형건전지의 전위 데이터를 전송받아 상기 충돌감지모듈의 교체시기를 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 충돌감지모듈은 10 ~ 50m 이내의 간격으로 설치되며, 상기 충돌감지 모듈은 상기 도로 펜스 장치의 콘크리트 블록 내에 원통형 구멍을 형성하여 장착하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원통형 구멍에 내부가 빈 원통형의 수지 앙카블럭을 장착하고 상기 주지 앙카블럭 내부에 상기 충돌감지 모듈을 나사 조립으로 삽입하여 장착하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카메라 및 영상처리부는 상기 감지신호 처리부에서 판단된 발생지점으로부터 이동물체의 움직임에 따라 움직임이 끝날 때까지 추적 촬영을 하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감지신호 처리부는 상기 충격 단계를, 상기 충돌감지신호 데이터로부터 진폭 전압의 세기가 자동차 및 도로 펜스 시설물이 파손되지 않을 정도에서 발생되는 범위에 해당될 경우는 제1 단계로 판단하고, 상기 진폭 전압의 세기가 상기 자동차 및 도로 펜스 시설물의 경미한 파손 정도에 발생되는 범위에 해당될 경우에는 제2단계로 판단하며, 상기 진폭 전압의 세기가 인명 손상이 발생되는 범주에 해당할 경우에는 제3단계로 판단하되, 상기 1단계에서는 상기 관제소에 이벤트 발생 보고 정보만을 상기 공중망 통신부를 통하여 전송하고 충돌감지신호 데이터 및 촬영 영상은 상기 데이터베이스에 저장하고, 상기 2단계에서는 상기 관제소에 이벤트 발생 보고 정보 전송과 동시에 충돌감지신호 데이터 및 촬영 영상을 실시간으로 상기 공중망 통신부를 통하여 전송하며, 상기 3단계에서는 경찰관서, 구조관서 및 상기 관제소에 이벤트 발생 보고 정보 전송과 동시에 충돌감지신호 데이터 및 촬영 영상을 실시간으로 상기 공중망 통신부를 통하여 전송하도록 제어하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감지신호 처리부는, 상기 2, 3 단계에서는 상기 도로 펜스 장치에 경광등과 경보음을 발생하도록 제어하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서브 지그비 모듈은 휴면 상태를 유지하다가 상기 충돌감지신호가 발생되거나, 다른 지그비 통신신호가 입력되면 활성화되어 동작을 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명은 도로에 안전을 위하여 설치되는 도로 펜스 시설물에 운전 부주의로 자동차가 추돌하였을 때, 추돌 이벤트 및 시설물의 파손 정도를 실시간으로 관제소에서 제공받을 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 운용중인 도로 펜스 시설물에 간단한 시공방법으로 충돌 감지 장치를 장착할 수 있으며, 저렴한 시공방법 및 경제적인 유지관리를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 다르면, 이벤트 감지는 지그비 통신으로 수행하고 이벤트 발생 정보는 이동 통신망 또는 인터넷 망으로 수행함으로써, 경제적인 운용을 수행할 수 있다.

도 1은 일반적으로 사용되는 PC 콘크리트 블록으로 형성된 도로 펜스 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 감지 장치의 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈의 제어기판의 제어구성을 간략히 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈의 구조를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈을 콘크리트블록형 도로 펜스 외부에 장착 구조는 도시한 것이다.
도 6은 상기 충돌감지 모듈(100) 설치용 구멍에 내부가 빈 원통형 수지 앙카블럭을 장착된 구조를 도시한 것이다.
도 7은 곡면 도로에 설치된 콘크리트블록형 도로 펜스에 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈(100)이 장착된 구조를 도시한 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 감지 장치의 예를 도시한 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지장치는 도로 펜스 장치에 일정 간격으로 설치되어 서로 지그비 통신망으로 연결되며 상기 도로 펜스 장치에 충돌 이벤트가 발생시 충돌감지 신호를 생성하여 데이터화하여 충돌 감지 신호 데이터를 생성하고 충돌 감지 신호 데이터를 지그비 통신으로 변환하여 전송하는 충돌감지 모듈(M1, M2, M3, M4, M5….), 상기 충돌감지 모듈(M1, M2, M3, M4, M5….)로부터 상기 충돌감지 모듈로부터 상기 지그비 통신으로 변환된 충돌감지 신호 데이터를 수신하여 충격 단계를 판단하고 이동 통신망 또는 인터넷망을 통하여 관제소로 상기 충돌 이벤트 보고 정보 및 충돌 영상을 전송하는 기능을 포함하는 제어반 (controller, 300), 도로 펜스장치의 충돌 영상을 촬영하는 촬영장치(310), 상기 촬영장치 및 제어반에 전력을 공급하는 2차전지(330), 태양광을 이용하여 상기 2차전지(330)를 충전시키는 태양광모듈(320)을 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈(M1, M2, M3, M4, M5….)은 각 충돌감지 모듈간에 지그비 통신망을 구축하며, 충돌 이벤트 발생시 각 충돌감지 모듈은 직접 또는 인접한 충돌감지모듈을 중계 라우터로 하여 제어반까지 충돌 감지 신호를 전송한다.

예를 들면, 도 2를 참조하면, 제2 충돌감지 모듈(M2)이 장착된 도로 펜스에서 충돌 이벤트가 발생하였을 경우, 제2 충돌감지 모듈(M2)의 제2 서브 지그비 모듈은 제2 충돌 감지 신호 데이터를 지그비 통신으로 변환하여 전송하게 된다.

상기 제2 충돌감지신호는 제3 충돌감지모듈(M3)의 제3 서브 지그비 모듈이 수신하여 인근의 제4 충돌감지모듈(M4)로 전송하고, 제4 충돌감지모듈(M4)의 제4 서브 지그비 모듈이 수신된 상기 제2 충돌감지신호 데이터를 인근의 제5 충돌감지모듈(M5)로 전송하게 된다.

제5 충돌감지모듈(M5)의 제5 서브 지그비 모듈은 상기 수신된 상기 변환된 제2 충돌감지신호 데이터를 다시 전송하게 되면, 제5 서브 지그비 모듈로부터 수신범위에 있는 제어반의 메인 지그비 모듈(301)이 상기 지그비 통신신호로 변환된 제2 충돌감지신호 데이터를 수신하여 제2 충돌감지신호 데이터를 추출하여 감지신호를 처리하게 된다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도로 펜스 장치에 일정 간격으로 설치되는 충돌감지 모듈의 충돌 감지 신호를 저전력의 지그비 통신망을 구축하여 인근의 충돌감지 모듈의 서브 지그비모듈을 중계모드로 활용하여 신호를 제어부까지 지그비통신으로 전송하도록 함으로써, 별도의 전원시설을 연결하지 않고 경제적으로 신호를 전송할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 지그비 통신망은 IEEE 802.15.4 기반으로 2.4GHz에서 250Kbps속도로 구현되며, 블루투스 통신 보다는 전송 속도가 느리나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌 이벤트를 제어반까지 전송하기에는 저전력을 이용한 소량데이터 전송의 최적의 전송 방법이다.

일반적으로 제어반(controller)은 도로 펜스의 초입의 도로 가장자리에 설치되며, 각 충돌감지 모듈 간의 의 간격은 10m이내로 형성되고 제어반에서 제일 먼 거리의 충돌감지 모듈이 100~ 300m 정도인 점을 감안하면, 지그비 통신망을 구축함으로써, 최소전력으로 저비용의 통신망을 구축할 수 있다.

지그비 모듈은 소형건전지로 수년을 사용할 수 있으며, 기기를 사용하지 않을 때 쉽게 휴면상태로 제어할 수 있어서 충돌감지신호를 발생하는 서브 지그비 모듈은 소형건전지로 도로 펜스 시설과 거의 수명을 같이 사용할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 소형건전지는 망간건전지(AA전지, AAA전지, 수소 알칼리인), 리튬이온전지, 공기아연전지 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 충돌감지 모듈은 상기 소형건전지의 전위를 주기적으로 측정하여 제어반(300)으로 상기 소형건전지의 전위 데이터를 전송할 수 있다.

상기 제어반(300)은 상기 소형건전지의 전위 데이터를 전송받아 상기 충돌감지모듈의 교체시기를 결정하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치

지그비 통신은 10~100m까지 네트워크를 형성할 수 있으나, 별도의 증폭장치를 추가하지 않고 최저전력으로 안정적으로 전송하기 위해서 본 발명의 일 실시 예에서는 인접 지그비 통신 간의 간격을 10m이내로 장착하였다.

원거리 연결을 위한 증폭장치의 사용을 하지 않기 위해 소출력의 모듈을 그대로 사용하지만, 지그비 통신은 특성상 메쉬 네트웍(Mesh Network)으로서 중계장치의 역할을 수행할 수 있으므로 징검다리식으로 신호를 전달할 수 있다.

메쉬 네트웍(Mesh Network) 방식을 활용하면 긴 곡선 구간이나 약간 거리가 있는 충돌감지 모듈과의 연결을 확장할 수 있는 확률이 더욱 높아질 수 있다.

또한, 지그비 통신을 이용함으로써, 별도 유선 케이블을 통한 신호 전송에 따른 복잡한 연결 시설이 필요 없기 때문에 충돌감지 모듈의 설치가 간단하여 유지관리비용 및 시공비용을 저렴하게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도로 펜스의 콘크리트 블록에 장착된 충돌감지 모듈(100) 간의 통신은 지그비 통신망으로 형성되며, 제어반(300)에서 외부 관제소까지는 일반 무선 통신망, 이동통신망 또는 인터넷망을 병행하여 전송될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈의 제어기판의 제어구성을 간략히 도시한 블럭도이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈의 제어기판(10)은 진동모듈(11), 진동신호처리부(12), 서브 지그비 모듈(14) 및 소형건전지(15)를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 평상시에는 전력을 절감하기 위하여 상기 서브 지그비 모듈(14)은 휴면 상태를 유지하다가 충돌감지신호가 감지되거나, 지그비 통신신호가 입력되면 활성화되어 동작을 하게 된다.

진동모듈(11)은 충돌 이벤트 발생시 진동을 감지하여 진동에 따른 진폭 전압신호를 발생시킨다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈의 구조를 도시한 것이다

도 4를 참조하면, 진동모듈(11)은 원통형의 외부 케이스로부터 상기 제어기판으로 전달되는 진동을 감지하여 진동에 따른 진폭 전압신호를 발생시키게 된다.

다시 도 3을 참조하면, 진동신호처리부(12)는 상기 진동에 따른 진폭 전압신호가 설정된 일정 전압이상으로 입력되면, 충돌감지신호로 판별하여 서브 지그비 모듈(14)로 전달한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서는 상기 소형건전지(15)의 에너지를 절약하기 위하여 상기 진동신호처리부(12)를 생략하고 진동모듈로부터 진동에 따른 진폭 전압신호가 상기 서브 지그비 모듈(14)로 입력되면, 상기 진폭 전압신호를 지그비 통신으로 변환하며, 다른 지그비 통신이 수신되면 이를 중계하여 다시 전송시키는 간단한 방법이 채택될 수 있다.

이 경우 상기 진동모듈(11)의 감도를 제어반을 통해 무선으로 조절하여 일정 충격 이상에서만 전압 진폭신호가 발생되도록 할 수 있다.

서브 지그비 모듈(14)은 상기 충돌감지신호를 지그비 통신으로 변환하여 전송한다.

본 발명의 일 실시 에에 따른 서브 지그비 모듈(14)은 FFD(full function device) 타입으로 구성되며, 네트워크를 형성하며 다른 네트워크와 연결시키고 고유 ID를 관리하는 코디네이터, 다른 서브 지그비 모듈로부터 전송된 지그비 통신을 중계하는 라우터 및 메인 지그비 모듈과 통신할 수 있는 앤드 기능을 포함한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈(100)은 충돌감지모듈의 제어기판(10), 상기 충돌감지모듈의 제어기판(10)을 보호하고 방수 기능을 가지는 원통형의 외부 케이스(42), 내부에 상기 충돌감지모듈의 제어기판(10)을 장착하고, 외부에 안테나를 장착하며 상기 외부 케이스의 상부를 밀폐시키는 상부 커버(41)를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 다양한 실험 결과 상기 제어기판에 장착된 기판모듈을 속이 빈 원통케이스 내에 장착하여 콘크리트 구조물 내부에 장착하고 외부에서 충격을 주었을 때, 충격량에 따른 진동 감지가 가장 민감하고 정확하게 수행되는 것으로 실험되었다.

또한, 기존에 콘크리트 구조물에 장착시 단지 코어 작업만으로 장착용 구멍을 쉽게 형성할 수 있기 때문에, 외부케이스(42)를 원통형으로 형성하는 것이 가장 시공방법이 간단하고 시공비용을 저렴하게 하여 설치될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원통형 충돌감지 모듈(100) 장치의 크기는 외경이 30 ~55mm, 높이는 40~ 75mm의 크기로 형성되며, 안테나 부는 약 10mm 내외로 형성된다.

또한, 상기 충돌감지 모듈(100) 장치에 장착되는 충돌감지모듈의 제어기판(10)의 바람직한 크기는 20~ 25mm × 30~40mm의 크기로 형성된다.

상기 원통케이스는 상부 커버(41)로 밀폐시 전체 방수구조로 장착이 되어서, 상기 제어기판을 안전하게 보호될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 외부 케이스(42)의 상부면에 요홈을 형성하고 상기 요홈에 방수용 오일을 장착하며 상기 상부 커버(41)는 상기 외부 케이스(42)와 나사 조립으로 밀폐되는 구조를 포함할 수 있다.

또한, 외부 케이스(42)의 외주면에는 도로 펜스 장치에 장착 및 탈착이 용이하도록 장착용 나사산(42-1)이 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈(100)을 콘크리트블록형 도로 펜스 외부에 장착 구조는 도시한 것이다.

도 5를 참조하여 충돌감지 모듈(100)의 시공방법을 설명하면, 먼저 콘크리트 블록(200)에 충돌감지 모듈 설치용 구멍(210)을 형성한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지센스 설치 위치는 펜스의 상단 또는 주행도로의 반대편 측면에 설치된다. 따라서 상기 충돌감지 모듈 설치용 구멍(210)은 펜스의 상단 또는 주행도로의 반대편 측면에 형성된다.

콘크리트블록형 도로 펜스가 신설일 경우에는 공장 작업 시에 충돌감지 모듈 설치용 구멍(210)이 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서, 기존에 설치된 콘크리트블록형 도로 펜스나, 충돌 감지 장치를 현장 작업으로 실시할 경우에는 콘크리트 블록에 코어작업으로 충돌감지 모듈 설치용 구멍(210)을 형성한다,

충돌감지 모듈 설치용 구멍(210)은 충돌감지 모듈(100)의 삽입이 용이하도록 상기 충돌감지 모듈(100)의 외부면의 직경보다 1~2mm 크게 형성한다.

상기 충돌감지 모듈 설치용 구멍(210)에는 충돌감지 모듈(100)장착을 위하여 내부가 빈 원통형 수지 앙카블럭(220)이 우선적으로 장착된다.

도 6은 상기 충돌감지 모듈(100) 설치용 구멍에 내부가 빈 원통형 수지 앙카블럭(220)을 장착된 구조를 도시한 것이다.

상기 수지 앙카블럭(220)은 볼트 또는 접착제에 의하여 상기 충돌감지 모듈(100) 설치용 구멍에 삽입하여 장착한다.

수지 앙카블럭(220)은 상기 충돌감지 모듈(100)과 충돌감지 모듈 설치용 구멍(210) 사이에서 상기 충돌감지 모듈(100)을 상기 충돌감지 모듈 설치용 구멍(210)에 밀착하여 삽입시키기 위한 것이다.

상기 수지 앙카블럭(220)의 내부면에는 암나사 패턴(211)이 형성된다.

다음은 상기 수지 앙카블럭(220) 내부에 상기 충돌감지 모듈(100)을 나사 조립으로 삽입하여 장착한다.

도 7은 곡면 도로에 설치된 콘크리트블록형 도로 펜스에 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈(100)이 장착된 구조를 도시한 것이다.

도 7을 참조하면, 곡면 도로에 설치된 콘크리트블록형 도로 펜스에 충돌감지 모듈 설치용 구멍(210)을 형성함으로써, 간단하게 충돌감지 모듈(100)이 장착될 수 있다.

상기 충돌감지 모듈(100)은 매 콘크리트 블록(200) 마다 장착되거나, 또는 하나 건너 하나씩 격번으로 설치될 수 있다.

또한, 날개 형 형상의 아연도금 강판으로 형성된 도로 펜스 장치는 콘크리트로 타설되는 기초 콘크리트를 설치한 후, 상기 기초 콘크리트의 중앙부에 강제 기둥을 수직으로 다수 고정하여 날개형 형상의 아연도금 강판을 볼트 및 너트로 고정되게 연결 형성된다.

상기 날개 형 형상의 아연도금 강판으로 형성된 도로 펜스 장치에 본 발명의 일 실시 예에 따른 충돌감지 모듈(100)을 장착할 경우에는 상기 강제 기둥 상부에 구멍을 형성한 후, 수지 앙카블럭(220)을 상기 강제 기둥 상부에 형성된 구멍에 먼저 장착하고, 상기 수지 앙카블럭(220) 내에 상기 충돌감지 모듈(100)을 나사 조립으로 삽입하여 장착할 수 있다.

충돌감지 모듈(M1, M2, M3, M4, M5….)이 장착된 도로 펜스 장치에 자동차가 충돌하면, 콘크리트 블록 또는 강판을 통하여 충격파가 전파된다.

충돌감지 모듈(M1, M2, M3, M4, M5….)의 진동모듈(11)은 충돌 이벤트 발생시 콘크리트 블록 또는 강판을 통하여 전파되는 충격파의 진동을 감지하여 진동에 따른 진폭 전압신호를 발생시킨다.

진동신호 처리부(12)는 상기 진동에 따른 진폭 전압신호가 설정된 일정 전압이상으로 입력되면, 충돌감지신호로 판별하여 서브 지그비 모듈(14)로 전달하고, 서브 지그비 모듈(14)은 상기 충돌감지신호 데이터를 지그비 통신으로 변환하여 전송한다.

상기 충돌감지신호 데이터를 포함하는 지그비 통신은 인접된 충돌감지모듈의 서브 지그비 모듈들을 중계 라우터로 이용하여 지그비 네트워크를 형성하여, 제어반(300)의 메인 지그비 모듈(301)까지 전송된다.

다시 도 2를 참조하면, 제어반은 지그비 네트워크를 통하여 도로 펜스 장치에서 발생된 충돌이벤트에 대한 충돌감지 신호 데이터를 수신하는 메인 지그비 모듈(301), 수신된 충돌감지신호 데이터로부터 충돌 이벤트 지점 및 충격 단계를 판단하고, 관제소의 입력신호를 수신하여 입력신호에 따라 제어동작을 수행하는 감지신호 처리부(302), 카메라를 제어하고 충돌 이벤트 영상을 제어하는 카메라 및 영상처리부(304), 제어반의 전원을 공급 제어하고 태양광모듈로부터 정전류를 제어하여 2차전지를 충전 제어하는 전원제어부(302), 단계별 충돌 데이터 자료, 입력된 충돌감지 신호 데이터 및 입력된 충돌 영상을 저장하는 데이터베이스부(306), 상기 감지신호 처리부의 제어 신호에 따라 충돌감지 신호 데이터 및 충돌 영상을 관제소로 전송하고 관제소로부터의 제어신호를 수신하는 공중망 통신부(303)를 포함한다.

감지신호 처리부(302)에서는 상기 수신된 충돌감지신호 데이터를 분석하여 가장 큰 전압세기를 가진 데이터의 ID로부터 이벤트 발생 지점의 위치를 연산하여 카메라 및 영상처리부(304)로 전달한다.

카메라 및 영상처리부(304)는 상기 이벤트 발생 지점을 중심으로 촬영을 하여 공중망 전송부를 통하여 관제소로 전송하거나 저장을 하게 된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 영상카메라는 감지신호 처리부(302)로부터 미리 입력하여 놓은 지그비 모듈의 위치정보를 이용하여 이벤트 발생 지점에 대한 촬영을 실시한다.

상기 카메라는 정지영상 카메라 또는 동영상 카메라가 사용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서는 영상 카메라로 PTZ카메라를 이용하여 이벤트발생지점에서의 움직임에 따라 움직임이 끝날 때까지 추적 촬영을 수행한다.

상기 PTZ 카메라는 상시 전력이 공급될 수 없는 지역에 설치할 경우 전력소모를 줄이기 위하여 평상시에는 슬립기능으로 대기 상태 또는 off상태를 유지하다가 상기 감지신호 처리부(302)로부터 이벤트 발생정보 및 이벤트 위지 정보가 입력되면 추적 촬영동작이 수행되도록 preset된다.

추적 촬영 기법은 본 발명의 촬영 배경이 고정적임을 감안하여 배경 안정화 기법을 이용하여 배경 영상을 획득하고 이동 객체가 없는 파노라마 배경을 형성한 후 현재 영상과 배경 영상의 차분 방법을 이용하여 이벤트를 발생시킨 자동차를 추출하고 추적영상을 취득할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서는 상기 촬영장치에 부가된 마이크를 이용하여 충돌 이벤트에 따른 음향의 세기를 측정하여 상기 충돌감지신호와 연계하여 충돌 단계를 판단할 수도 있다.

감지신호 처리부(302)에서는 상기 수신된 충돌감지신호 데이터의 진폭으로부터 상기 수신된 충돌감지신호 데이터로부터 가장 큰 전압세기를 가진 데이터를 비교하여 전압 세기에 따라 충격단계를 판별한다.

즉, 충돌 강도가 셀 경우에는 충격파의 진동에 따른 진폭 전압신호가 더 크게 발생되며, 충돌이 약하게 이루어 질 경우에는 충격파의 진동에 따른 진폭 전압신호가 약하게 발생된다.

본 발명의 일 실시 예에서는 이러한 충돌 강도에 의한 데이터를 축적 관리하여 상기 진폭 전압의 크기에 따라 충격단계를 판별할 수 있다.

예를 들면, 충돌감지신호 데이터로부터 진폭 전압의 세기가 도로 펜스를 스쳐가는 정도로서 자동차 및 도로 펜스 시설물이 파손되지 않을 정도에서 발생되는 범위에 해당될 경우는 1 단계로 구분될 수 있다.

또한, 충돌감지신호 데이터로부터 진폭 전압의 세기가 자동차 및 도로 펜스 시설물이 일부 파손되는 시점으로부터 경미한 파손 정도에 발생되는 전압 세기 범위에 해당될 경우에는 2 단계로 구분될 수 있다.

또한, 충돌감지신호 데이터로부터 진폭 전압의 세기가 인명 손상을 줄 수 있는 정도에 발생되는 전압 세기 범위에 해당될 경우는 3 단계로 구분될 수 있다.

위와 같은 각 단계별 충돌감지신호 데이터로부터 진폭 전압의 세기는 충돌감지모듈이 장착된 도로 펜스 장치의 보호막의 재질 및 형상(예를 들면, 콘크리트, 철재빔, 플라스틱 완충방호벽 등)에 따라 각각 다르게 나타나게 된다.

본 발명의 일 실시 예에서는 각 도로 펜스 장치의 보호막의 재질 및 형상에 따라 각각 실험적으로 각 단계별 충돌감지신호 데이터의 진폭 전압의 세기를 측정하고 이를 데이터베이스(306)에 축적 저장하여 도로 펜스 장치의 보호막의 재질 및 형상에 따라 이벤트발생 별로 감지신호 처리부(302)에서 상기 충격 단계 별로 구분하여 대응 처리를 수행할 수 있다.

예를 들면, 충격 1단계에서는 관제소에 이벤트 발생 보고만 하고 충돌감지신호 데이터 및 촬영 영상을 저장할 수 있으며, 관제소에서는 필요 시 공중망 전송부를 통하여 저장된 데이터를 호출하여 전송 받을 수 있다.

충격 2단계에서는 관제소에 이벤트 발생 보고와 동시에 충돌감지신호 데이터 및 촬영 영상을 실시간으로 공중망 통신부(303)를 통하여 관제소로 전송한다.

충격 3단계에서는 경찰관서, 구조관서 및 관제소에 이벤트 발생 보고와 동시에 충돌감지신호 데이터 및 촬영 영상을 실시간으로 공중망 통신부(303)를 통하여 경찰관서, 구조관서 및 관제소에 전송한다.

또한, 2, 3 충격 단계에는 사고에 대하여 전파를 하고 2차사고를 예방하도록 도로 펜스에 경보음과 경광등을 작동시킨다.

관제소에서는 차량 추돌 사고에 따른 시설물 파손 정도를 실시간으로 파악할 수 있어서 시설물의 보수작업을 신속하게 처리할 수 있다.

또한, 도로 시설물을 파손하고 도주한 차량을 파악할 수 있다.

일반적인 도로 펜스 장치는 주로 전력 공급소와 멀리 떨어진 경우가 많아서 제어반 및 촬영장치에 소요되는 전력을 전력 공급소로부터 공급받을 경우 시설비가 과다하게 소요될 수 있다.

이와 같은 점을 감안하여 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도로 펜스장치에 포함된 제어반 및 카메라 장치에 소요되는 전력은 태양광모듈(320)로 충전되는 2차전지(330)로부터 공급받는다.

상기 태양광모듈(320)은 입사되는 태양광을 전력으로 변환시키고, 전원제어부(305)에서 변환된 전기에너지를 정전류로 변환하여 2차전지(330)를 충전시킨다.

10: 충돌감지모듈 제어기판
11: 진동모듈
14:: 서브 지그비 모듈
15: 소형건전지
25, 30: 지그비 안테나
41: 상부커버
42: 외부 케이스
100, M1 ~ M5: 충돌감지모듈
200: 콘크리트 블록
210: 충돌감지 모듈 설치용 구멍
220: 원통형 수지 앙카블럭
300: 제어반
301: 메인 지그비 모듈
310: 촬영장치
320: 태양광모듈
330: 2차전지

Claims (13)

1. 도로 펜스 장치에 일정 간격으로 설치되어 서로 지그비 통신망으로 연결되며 상기 도로 펜스 장치에 충돌 이벤트가 발생시 충돌감지 신호를 생성하고 이를 데이터화하여 충돌 감지 신호 데이터를 생성하며, 충돌 감지 신호 데이터를 지그비 통신으로 변환하여 전송하는 충돌감지 모듈;
   상기 충돌감지 모듈로부터 상기 지그비 통신으로 변환된 충돌감지 신호 데이터를 수신하여 충격 이벤트를 판단하고 이동 통신망 또는 인터넷망을 통하여 관제소로 상기 충돌 이벤트 보고 정보 및 충돌 영상을 전송하는 기능을 포함하는 제어반; 및
   상기 도로 펜스장치의 상기 충돌 영상을 촬영하는 촬영장치; 를 포함하되,
   상기 충돌감지 모듈 간에 지그비 통신망을 구축하며, 충돌 이벤트 발생시 인접 충돌감지 모듈을 중계 라우터로 하여 상기 제어반까지 충돌 감지 신호를 전송하는 것을 특징으로 하며,
   상기 제어반은,
   지그비 네트워크를 통하여 도로 펜스 장치에서 발생된 충돌이벤트에 대한 충돌감지 신호 데이터를 수신하는 메인 지그비 모듈;
   상기 수신된 충돌감지신호 데이터로부터 충돌 이벤트 지점 및 충격량의 크기에 따른 충격 단계를 판단하고, 상기 관제소의 입력신호를 수신하여 입력신호에 따라 제어동작을 수행하는 감지신호 처리부;
   카메라를 제어하고 상기 충돌 영상을 제어하는 카메라 및 영상처리부;
   상기 제어반의 전원을 공급 제어하고 태양광 모듈로부터 정전류를 제어하여 2차전지를 충전 제어하는 전원제어부;
   단계별 충돌 데이터 자료, 입력된 충돌감지 신호 데이터 및 상기 충돌 영상을 저장하는 데이터베이스부; 및
   상기 감지신호 처리부의 제어 신호에 따라 상기 충돌감지 신호 데이터 및 충돌 영상을 상기 관제소로 전송하고, 상기 관제소로부터의 제어신호를 수신하는 공중망 통신부; 를 포함하고,
   상기 감지신호 처리부는 상기 충격 단계를
   상기 충돌감지신호 데이터로부터 진폭 전압의 세기가 자동차 및 도로 펜스 시설물이 파손되지 않을 정도에서 발생되는 범위에 해당될 경우는 제1 단계로 판단하고,
   상기 진폭 전압의 세기가 상기 자동차 및 도로 펜스 시설물의 경미한 파손 정도에 발생되는 범위에 해당될 경우에는 제2단계로 판단하며,
   상기 진폭 전압의 세기가 인명 손상이 발생되는 범주에 해당할 경우에는 제3단계로 판단하되,
   상기 1단계에서는 상기 관제소에 이벤트 발생 보고 정보만을 상기 공중망 통신부를 통하여 전송하고 상기 충돌감지신호 데이터 및 충돌 영상은 상기 데이터베이스에 저장하고,
   상기 2단계에서는 상기 관제소에 이벤트 발생 보고 정보 전송과 동시에 상기 충돌감지신호 데이터 및 충돌 영상을 실시간으로 상기 공중망 통신부를 통하여 전송하며,
   상기 3단계에서는 경찰관서, 구조관서 및 상기 관제소에 이벤트 발생 보고 정보 전송과 동시에 상기 충돌감지신호 데이터 및 충돌 영상을 실시간으로 상기 공중망 통신부를 통하여 전송하도록 제어하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 충돌감지 모듈은
   상기 충돌감지 모듈의 제어기판;
   상기 충돌감지 모듈의 제어기판을 보호하고 방수 기능을 가지는 원통형의 외부 케이스; 및
   내측에 상기 충돌감지 모듈의 제어기판을 장착하고, 외부에 안테나를 장착되며, 상기 내측을 상기 원통형의 외부케이스 상부로 나사 결합으로 장착하고 상기 외부 케이스의 상부를 밀폐시키는 상부 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 충돌감지 모듈의 제어기판은,
   충돌 이벤트 발생시 상기 원통형의 외부 케이스로부터 상기 제어기판으로 전달되는 진동을 감지하여 진동에 따른 진폭 전압신호로 상기 충돌감지 신호를 발생시키는 진동모듈;
   상기 진폭 전압신호를 지그비 통신으로 변환하며, 다른 지그비 통신신호가 수신되면 이를 중계하여 다시 전송시키는 서브 지그비 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 충돌감지 모듈의 제어기판은,
   충돌 이벤트 발생시 상기 원통형의 외부 케이스로부터 상기 제어기판으로 전달되는 진동을 감지하여 진동에 따른 진폭 전압신호를 발생시키는 진동모듈;
   상기 진폭 전압신호가 설정된 일정 전압이상으로 입력되면, 상기 충돌감지 신호로 판별하는 진동신호처리부; 및
   상기 충돌감지신호를 지그비 통신으로 변환하며, 또한, 다른 지그비 통신이 수신되면 이를 중계하여 다시 전송시키는 서브 지그비 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제2항에 있어서,
   상기 충돌감지 모듈의 전원은 상기 충돌감지모듈의 제어기판에 장착된 소형건전지로부터 공급되며,
   상기 충돌감지모듈은 상기 소형건전지의 전위를 주기적으로 측정하며,여 상기 제어반으로 상기 소형건전지의 전위 데이터를 전송하고,
   상기 제어반은 상기 소형건전지의 전위 데이터를 전송받아 상기 충돌감지모듈의 교체시기를 결정하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치
   
8. 제2항에 있어서,
   상기 충돌감지모듈은 10~50m 이내의 간격으로 설치되되, 상기 도로 펜스 장치의 콘크리트 블록 내에 원통형 구멍을 형성하여 장착하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 원통형 구멍에 내부가 빈 원통형의 수지 앙카블럭을 장착하고 상기 수지 앙카블럭 내부에 상기 충돌감지 모듈을 나사 조립으로 삽입하여 장착하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 카메라 및 영상처리부는 상기 감지신호 처리부에서 판단된 발생지점으로부터 이동물체의 움직임에 따라 움직임이 끝날 때까지 추적 촬영을 하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치
    
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,
    상기 감지신호 처리부는
    상기 2, 3 단계에서는 상기 도로 펜스 장치에 경광등과 경보음을 발생하도록 제어하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치
    
13. 제3항에 있어서,
    상기 서브 지그비 모듈은 휴면 상태를 유지하다가 상기 충돌감지신호가 감지되거나, 상기 다른 지그비 통신신호가 입력되면 활성화되어 동작을 하는 것을 특징으로 하는 충돌 감지 장치를 가지는 도로 펜스 장치
    

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